Modelos de células humanas aceleraram a pesquisa em Gordura Marrom

Maior capacidade de estudar como as células de gordura desenvolvem, ajudará estudos básicos e descoberta de drogas para obesidade e diabetes

Fonte: joslin.org

BOSTON – (16 de junho de 2015) – Desde a descoberta de 2009 que a gordura marrom que a queima de energia pode estar ativa em adultos, a pesquisa correu à frente para compreender este tecido e explorá-lo para tratar a epidemia de obesidade. Gordura marrom ativa também pode ajudar a aliviar a carga diretamente de diabetes e doenças metabólicas relacionadas ao diminuir os níveis de glicose e ácidos graxos na corrente sanguínea. Mas o progresso em estudar gordura marrom humana tem sido muitas vezes retardado por dificuldades na obtenção e estudo de amostras de células humanas que se desenvolvem em gordura marrom.

Modelos de células humanas aceleraram a pesquisa em Gordura MarromCo-autor do papel Matthew Lynes, Ph.D., pesquisador em Joslin, com Yu-Hua Tseng, Ph.D., pesquisadora na Seção de Fisiologia Integrativa e Metabolismo em Joslin e autor principal do artigo Ruidan Xue , Ph.D., estudante de pesquisa na Joslin.

Agora, no entanto, uma equipe de pesquisadores liderada por Yu-Hua Tseng, Ph.D., pesquisadora na Seção de Fisiologia Integrativa e Metabolismo em Joslin Diabetes Center e professor associado de medicina na Harvard Medical School, criou linhas de células de origem humana células marrons e brancos precursoras gordura que ajudarão os investigadores a detectar os fatores que impulsionam o desenvolvimento e a atividade de cada tipo de célula.

“Podemos tomar células precursoras de gordura marrom humanos, cultivá-las em placas de Petri e, em seguida, a cultura deles para se tornarem células de dissipação de energia,” diz o Dra. Tseng. “Este sistema celular fornece uma ferramenta muito importante e emocionante para a compreensão da biologia do tecido adiposo marrom humano. Ele também oferece um sistema muito bom para o rastreio de drogas. ”

As linhas celulares permitirá aos cientistas estudar a expressão do gene precursor em gordura marrom e células de gordura branca, e nas células gordurosas maduras estas células criar. Estas análises irão melhorar a nossa compreensão de como as células de gordura marrom desenvolver e são regulados no corpo e, potencialmente, como transformar os precursores de células de gordura branca em células de gordura marrom em vez disso, diz o Dra. Tseng.

Como os relatórios da equipe de Joslin na revista Nature Medicine, o trabalho começou com a tomada de amostras de ambas as células precursoras marrom e branco de quatro seres humanos e modificar geneticamente as células para “imortalizar”-los para uma vida longa em uma placa de Petri. As células também receberam um marcador fluorescente para mostrar a ativação do gene UCP1, o indicador molecular mais conhecido de quanta energia a queima de células de gordura. Os pesquisadores, então, poderiam induzir as células precursoras para se tornar células de gordura maduras e caracterizar os resultados.

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Após a análise de assinaturas de expressão do gene nas células precursoras, os investigadores demonstraram que podiam prever com confiança UCP1 expressão nas células maduras resultantes. Eles tomaram um passo extra para verificar tais previsões, examinando os papéis de dois genes importantes na regulação gordura marrom conhecido como PREX1 e EDRNB. Quando eles usaram uma técnica conhecida como genômica edição CRISPR / Cas9 para derrubar a expressão destes genes em células precursoras, a expressão de UCP1, de fato, cair nas células maduras subsequentes.

Os cientistas também descobriram que uma proteína conhecida como CD29 funciona como um marcador da superfície celular para células de gordura precursoras que podem gerar células maduras com elevado potencial de energia, como mostrado pela sua expressão UCP1.

A detecção deste marcador CD29, eventualmente, pode ajudar na selecção das células precursoras de gordura branca que podem ser transformadas para tratamentos de obesidade, comentários Dr. Tseng.

Usando tecido adiposo branco de lipoaspiração ou cirurgia de perda de peso “, poderíamos purificar uma população destas células progenitoras de um indivíduo obeso expressar C29 com elevado potencial para se tornarem células-dissipação de energia”, explica ela. “Nós poderíamos purificar estas células, expandi-las in vitro, transformá-las em células de gordura marrom e, em seguida, colocá-los de volta para o paciente, eo paciente não precisa se preocupar com a rejeição imunológica dessas células.”

Estudos anteriores haviam destacado diferenças no metabolismo de gordura marrom entre indivíduos e entre diferentes depósitos de gordura marrom em um indivíduo. Sem surpresa, a mais recente pesquisa destaca essa heterogeneidade.

Num exemplo, o grupo do Dra. Tseng previamente tinham demonstrado que a exposição das células de gordura branca precursoras a uma proteína conhecida como BMP7 ajuda para estimular a criação de células de gordura marrom. Na análise das linhas de células, células precursoras de gordura em branco de dois indivíduos responderam fortemente a BMP7 mas essas células a partir dos outros dois temas não o fez.

Apesar de tais variações entre indivíduos, Dra. Tseng enfatiza que o trabalho de sua equipe sublinha a alta promessa de gordura marrom queima de energia. “Nossos dados, eventualmente, vai nos ajudar a desenvolver o melhor tratamento para cada paciente”, diz ele.

Ruidan Xue foi o principal autor sobre o papel. Joslin co-autores incluídos Matthew Lynes, Aaron Cypess, Jonathan Dreyfuss, Farnaz Shamsi, Laurie Goodyear, Tian Lian Huang, Tim Schulz, Hirokazu Takahashi, Kristy Townsend, Lauren Weiner e Hongbin Zhang. Outros contribuintes incluídos Andrew White do Beth Israel Deaconess Medical Center, Li Yiming da Universidade de Fudan, e Maureen Lynes e Lee Rubin, da Universidade de Harvard. O trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde, Chugai Pharmaceutical, a American Diabetes Association e do Instituto de Células-Tronco de Harvard.

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